特開 2025-6709 電磁波吸収体、電磁波吸収システム、及び、電磁波減衰方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025006709

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】電磁波吸収体、電磁波吸収システム、及び、電磁波減衰方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 9/00 20060101AFI20250109BHJP

   H01Q 17/00 20060101ALI20250109BHJP

   E04B 1/92 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H05K9/00 V

H05K9/00 M

H01Q17/00

E04B1/92

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023107678

(22)【出願日】2023-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】592254526

【氏名又は名称】学校法人五島育英会

(71)【出願人】

【識別番号】000002462

【氏名又は名称】積水樹脂株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100131152

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100145229

【弁理士】

【氏名又は名称】秋山 雅則

(74)【代理人】

【識別番号】100201352

【弁理士】

【氏名又は名称】豊田 朝子

(72)【発明者】

【氏名】岡野 好伸

(72)【発明者】

【氏名】柳井 俊輔

【テーマコード（参考）】

2E001

5E321

5J020

【Ｆターム（参考）】

2E001DH01

2E001FA06

2E001FA11

2E001FA14

2E001GA06

2E001GA12

2E001GA42

2E001HA11

2E001HB04

2E001HB05

2E001HD13

5E321AA33

5E321AA44

5E321BB23

5E321BB25

5E321BB57

5E321BB60

5E321GG12

5E321GH01

5E321GH03

5J020DA01

5J020EA04

5J020EA05

5J020EA07

(57)【要約】

【課題】簡単な構成で、電磁波の吸収性能が高く且つ吸収帯域が広く、光透過性を有する電磁波吸収体を提供する。
【解決手段】電磁波吸収体１０は、光透過性の誘電体材料を含む誘電体層２１と、誘電体層２１の一主面に配列されたパッチ素子２２と、誘電体層２１の他主面に形成された反射膜２３と、を備える。誘電体層２１は、減衰対象の電磁波の誘電体層内の波長の１／１００～１／１０の範囲の厚さを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光透過性の誘電体材料を含む誘電体層と、
前記誘電体層の一主面に配列された複数のパッチ素子と、
前記誘電体層の第二主面に、前記パッチ素子に対向して構成された導電性の反射膜と、
を備え、
前記誘電体層は、減衰対象の電磁波の該誘電体層内の波長の１／１００～１／１０の範囲の厚さを有する、
電磁波吸収体。

【請求項2】

前記誘電体層は、減衰対象の電磁波の該誘電体層内の波長の１／７０～１／２０の範囲の厚さを有する、
請求項１に記載の電磁波吸収体。

【請求項3】

前記パッチ素子と前記誘電体層と前記反射膜とは、減衰対象の電磁波に対して、空洞共振器として機能し、前記誘電体層内に電界集中領域を生成する、
請求項１又は２に記載の電磁波吸収体。

【請求項4】

前記誘電体層の厚さをＴ、比誘電率をεr1としたときに、前記パッチ素子の前面に、厚さｔと比誘電率εr2の積ｔ・εr2が、前記誘電体層の厚さをＴと比誘電率εr1との積Ｔ・εr1より大きい層を備えていない、
請求項１又は２に記載の電磁波吸収体。

【請求項5】

前記パッチ素子の前面に、周波数選択型反射吸収層を形成する層が配置されていない、
請求項１又は２に記載の電磁波吸収体。

【請求項6】

前記パッチ素子と前記反射膜とは、光透過性の金属から構成される、
請求項１又は２に記載の電磁波吸収体。

【請求項7】

前記複数のパッチ素子を覆う保護層を備える、
請求項１又は２に記載の電磁波吸収体。

【請求項8】

前記複数のパッチ素子の少なくとも１つは、それぞれ、平面視で矩形の角部に切り欠き部が形成された形状を有する、請求項１に記載の電磁波吸収体。

【請求項9】

前記複数のパッチ素子は、平面視で矩形の形状を有し、少なくとも１つの前記パッチ素子を貫通する孔が形成されている、請求項１に記載の電磁波吸収体。

【請求項10】

前記孔は、少なくとも１つの前記パッチ素子と前記誘電体層と前記反射膜とを貫通している、請求項９に記載の電磁波吸収体。

【請求項11】

前記孔は、各パッチ素子に複数個形成されており、
各前記パッチ素子と複数の前記孔は、正面視で、９０°回転対称に形成されて
いる、請求項１０に記載の電磁波吸収体。

【請求項12】

請求項８から１１の何れか１項に記載の電磁波吸収体を複数備え、
前記複数の電磁波吸収体は、減衰対象の電磁波を放射する電磁波源に対向して配置されており、
前記パッチ素子の切り欠き部又は孔は、電磁波源からの電磁波の入射角に応じたサイズを有する、
電磁波吸収システム。

【請求項13】

請求項８に記載の電磁波吸収体を複数備え、
前記複数の電磁波吸収体は、減衰対象の電磁波を放射する電磁波源に対向して配置されており、
前記切り欠き部のサイズは、電磁波源からの電磁波の入射角が大きくなるに従って小さくなる、
電磁波吸収システム。

【請求項14】

請求項９、１０又は１１に記載の電磁波吸収体を複数備え、
前記複数の電磁波吸収体は、減衰対象の電磁波を放射する電磁波源に対向して配置されており、
前記孔は、電磁波源からの電磁波の入射角が大きくなるに従って大きくなる径を有する、
電磁波吸収システム。

【請求項15】

請求項１又は２に記載の電磁波吸収体を、電磁波源に向けて複数配置し、
前記配置の前又は後に、各前記電磁波吸収体の複数の平面視で矩形状の前記パッチ素子の角部に切り欠き部を形成し、
前記切り欠き部のサイズは、電磁波源からの電磁波の入射角が大きくなるに従って小さくなる、
ことを特徴とする電磁波減衰方法。

【請求項16】

請求項１又は２に記載の電磁波吸収体を、電磁波源に向けて複数配置し、
前記配置の前又は後に、各前記電磁波吸収体の複数の前記パッチ素子を貫通する孔を形成し、
前記複数の孔は、電磁波源からの電磁波の入射角が大きくなるに従って大きくなる径を有する、
ことを特徴とする電磁波減衰方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電磁波波吸収体、電磁波吸収システム、及び、電磁波減衰方法に関する。

【背景技術】

【0002】

室内用無線通信機器の利用が拡大している。これに伴い、室内壁面などによる多重反射を原因とする電磁波干渉により通信環境が劣化する懸念も増大している。このような観点から、部屋の壁面などに設置され、電磁波を吸収（減衰）する電磁波吸収体（パネル）が開発されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、ＵＷＢ通信等を考慮して、ＧＨｚ帯で広い帯域の電磁波を吸収する電磁波吸収体が開示されている。この電磁波吸収体は、抵抗膜と、抵抗膜の一面にマトリクス状に配列されたパッチ素材（電極）と、パッチ素材上に配置された誘電体層と、誘電体層の上に配置された金属箔とから構成されている。この電磁波吸収体は、吸収帯域が広いが、吸収のピークが小さい。また、抵抗膜と誘電体層を積層するため、全体が厚く重くなる虞がある。また、抵抗膜の調整が煩雑である。このため、構造のより簡略化及び製造の容易化が望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－８７９８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

物流・生産管理などに使用されるＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）－ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）システムでは、通信に使用される周波数が特定の周波数帯であるため、複数の周波数帯域にまたがるような広帯域に亘る吸収性は要求されない。一方で、ＲＦＩＤの品質のばらつき、環境温度の変化、等に起因する通信周波数のばらつきに対応できる程度には広い吸収特性が必要となる。また、電磁波の反射等に起因する、斜方入射等への対応が必要である。

【0006】

また、物流や生産管理の現場では、目視や監視カメラを用いた安全確認も必要不可欠な作業である。このため、ＲＦＩＤタグの認証精度を向上するための電磁波吸収体が、視認の死角を増大させることは望ましくない。特許文献１に記載された電磁波吸収体は、光不透過性の抵抗膜、光非透過性の樹脂層、パッチ素材、金属層が積層されており、このような目的には、寄与できない。

【0007】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、電磁波の吸収性能が高く且つ吸収帯域が広く、光透過性を有する電磁波吸収体と電磁波吸収システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

［１］ 上記目的を達成するために、本発明の電磁波吸収体は、
光透過性の誘電体材料を含む誘電体層と、
前記誘電体層の一主面に配列された複数のパッチ素子と、
前記誘電体層の第二主面に、前記パッチ素子に対向して構成された導電性の反射膜と、
を備え、
前記誘電体層は、減衰対象の電磁波の該誘電体層内の波長の１／１００～１／１０の範囲の厚さを有する。

【0009】

［２］前記誘電体層は、減衰対象の電磁波の該誘電体層内の波長の１／７０～１／２０の範囲の厚さを有することが望ましい。

【0010】

［３］前記パッチ素子と前記誘電体層と前記反射膜とは、例えば、減衰対象の電磁波に対して、空洞共振器として機能し、前記誘電体層内に電界集中領域を生成する［１］又は［２］記載の電磁波吸収体。

【0011】

［４］前記誘電体層の厚さをＴ、比誘電率をεr1としたときに、前記パッチ素子の前面に、厚さｔと比誘電率εr2の積ｔ・εr2が、前記誘電体層の厚さをＴと比誘電率εr1との積Ｔ・εr1より大きい層を備えていないことが望ましい［１］、［２］又は［３］に記載の電磁波吸収体。

【0012】

［５］前記パッチ素子の前面に、周波数選択型反射吸収層を形成する層が配置されていないことが望ましい［１］～［４］のいずれか記載の電磁波吸収体。

【0013】

［６］前記パッチ素子と前記反射膜とは、光透過性の金属から構成されることが望ましい［１］～［５］のいずれか記載の電磁波吸収体。

【0014】

［７］前記複数のパッチ素子を覆う保護層を備えてもよい［１］～［６］のいずれか記載の電磁波吸収体。

【0015】

［８］例えば、前記複数のパッチ素子の少なくとも１つは、それぞれ、平面視で矩形の角部に切り欠き部が形成された形状を有する［１］～［７］のいずれか記載の電磁波吸収体。

【0016】

［９］例えば、前記複数のパッチ素子は、平面視で矩形の形状を有し、少なくとも１つの前記パッチ素子を貫通する孔が形成され［１］～［７］のいずれか記載の電磁波吸収体。［１０］前記孔（切り欠き部を含む）は、少なくとも１つの前記パッチ素子と前記誘電体層と前記反射膜とを貫通してもよい［９］に記載の電磁波吸収体。

【0017】

［１１］例えば、前記孔は、各パッチ素子に複数個形成されてもよい。この場合、各前記パッチ素子と複数の前記孔は、正面視で、９０°回転対称に形成されていることが望ましい［８］～［１０］のいずれか記載の電磁波吸収体。

【0018】

［１２］この発明の第二の形態に係る電磁波吸収システムは、上述の電磁波吸収体を複数備え、前記複数の電磁波吸収体は、減衰対象の電磁波を放射する電磁波源に対向して配置されており、前記パッチ素子の切り欠き部又は孔は、電磁波源からの電磁波の入射角に応じたサイズを有する。

【0019】

［１３］この発明の第三の形態に係る電磁波吸収システムは、上述の電磁波吸収体を複数備え、前記複数の電磁波吸収体は、減衰対象の電磁波を放射する電磁波源に対向して配置されており、前記切り欠き部のサイズは、電磁波源からの電磁波の入射角が大きくなるに従って小さくなるように形成されている。

【0020】

［１４］この発明の第四の形態に係る電磁波吸収システムは、上述の電磁波吸収体を複数備え、前記複数の電磁波吸収体は、減衰対象の電磁波を放射する電磁波源に対向して配置されており、前記孔は、電磁波源からの電磁波の入射角が大きくなるに従って大きくなる径を有する。

【0021】

［１５］この発明の第一の形態に係る電磁波減衰方法は、
上述の電磁波吸収体を、電磁波源に向けて複数配置し、
前記配置の前又は後に、各前記電磁波吸収体の複数の平面視で矩形状の前記パッチ素子の角部に切り欠き部を形成し、
前記切り欠き部のサイズは、電磁波源からの電磁波の入射角が大きくなるに従って小さくなる。

【0022】

［１６］この発明の第二の形態に係る電磁波減衰方法は、
上述の電磁波吸収体を、電磁波源に向けて複数配置し、
前記配置の前又は後に、各前記電磁波吸収体の複数の前記パッチ素子を貫通する孔を形成し、
前記複数の孔は、電磁波源からの電磁波の入射角が大きくなるに従って大きくなる径を有する。

【発明の効果】

【0023】

本発明の電磁波吸収体によれば、簡単な構成でありながら、目的電磁波に高い吸収特性を得ることができる。また、誘電体層の厚さを調整することで吸収帯域の幅を調整することができるので、電磁波の特性に合わせた広い吸収帯域を設定できる。また、誘電体層を光透過性の誘電体材料から形成しているので、電磁波吸収体による死角の発生を抑えることができる。また、貫通孔を形成した場合には、通気性も確保することができる。

【0024】

本発明の電磁波吸収システムよっても同様の効果を得ることができる。
また、本発明の電磁波減衰方法によって、簡単な工程で、目的とする電磁波を適切に減衰させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施の形態に係る電磁波吸収体の斜視図であり、（ａ）は表面側の図、（ｂ）は裏面側の図である。

【図2】図１に示す電磁波吸収体のII-II線での矢視断面図である。

【図3】図１及び図２に示す電磁波吸収体の評価対象領域を説明する図である。

【図4】図３に示す評価対象領域の電界強度の分布を説明する図であり、（ａ）は目的周波数近傍の周波数の電磁波が入射した場合の評価対象領域内の電界強度分布を示す図、（ｂ）は目的周波数の電磁波が入射した場合の評価対象領域内の電界強度分布を示す図である。

【図5】実施の形態に係る電磁波吸収体の評価方法を説明する図である。

【図6】図１及び図２に示す電磁波吸収体の、誘電体層の厚さが５ｍｍのときの、（ａ）ＴＥ波に対する吸収特性、（ｂ）ＴＭ波に対する吸収特性を示すグラフである。

【図7】図１及び図２に示す電磁波吸収体の、誘電体層の厚さが１０ｍｍのときの、（ａ）ＴＥ波に対する吸収特性、（ｂ）ＴＭ波に対する吸収特性を示すグラフである。

【図8】図６と図７に示すＴＥ波に対するθ＝１０°のときの吸収特性を、ピーク周波数を正規化して示すグラフである。

【図9】比較例に係る電磁波吸収体の図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は断面図である。

【図10】図９に示す電磁波吸収体の、（ａ）ＴＥ波に対する吸収特性、（ｂ）ＴＭ波に対する吸収特性を示すグラフである。

【図11】実施の形態２に係る電磁波吸収体の正面図である。

【図12】電磁波吸収体の配置例を示す図である。

【図13】図１２に示す電磁波吸収体のＴＥ波に対する吸収特性を示すグラフである。

【図14】（ａ）～（ｃ）は、実施の形態１に係る電磁波吸収体の吸収ピーク周波数を説明するための図である。

【図15】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態２に係る電磁波吸収体の吸収ピーク周波数を説明するための図である。

【図16】実施の形態２に係る電磁波吸収体の入射角θと貫通孔の半径Ｒと吸収ピーク周波数との関係を示す吸収ピーク周波数テーブルの一例を示す図である。

【図17】実施の形態３に係る電磁波吸収体の正面図である。

【図18】図１７に示す電磁波吸収体のＴＥ波に対する吸収特性を示すグラフである。

【図19】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態３に係る電磁波吸収体の吸収ピーク周波数を説明するための図である。

【図20】実施の形態３に係る電磁波吸収体の入射角θと貫通孔の半径Ｒと吸収ピーク周波数との関係を示す吸収ピーク周波数テーブルの一例を示す図である。

【図21】（ａ）～（ｄ）は、変形例に係る電磁波吸収体の正面図である。

【図22】変形例に係る電磁波吸収体の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の実施の形態に係る電磁波吸収体を、図面を参照して説明する。

【0027】

図１（ａ）、（ｂ）及び図２に示すように、本実施の形態に係る電磁波吸収体１０は、誘電体層２１と、誘電体層（板）２１の第一主面（表面）にマトリクス状に配列されたパッチ素子２２と、誘電体層２１の第二主面（裏面）全体に形成された反射膜２３と、これら全体を覆う保護層２４（図２に示す）を備える。電磁波吸収体１０は、例えば、室内の壁面、天井、床等に並べて配置され、入射する電磁波を吸収し、熱エネルギーに変換する。

【0028】

誘電体層２１は、光透過性で誘電率の高い誘電体材料から形成される。光透過性は１００％である必要はなく、使用目的及び使用条件との関係で、ある程度の光透過性、例えば、５０～７０％程度の透過率を示せばよい。誘電体材料は、電磁波を吸収して減衰させる観点からは、誘電率が高く、誘電正接（ｔａｎδ）の大きい材料であることが望ましい。これらの条件を満たす誘電体材料として、例えば、ＰＥＴ樹脂(ポリエチレンテレフタレート)、アクリル樹脂、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）等が使用可能である。例えば、ＰＥＴ樹脂の比誘電率εr21（以下、比誘電率を単に誘電率と呼ぶ）は２．０～４．０程度である。

【0029】

誘電体層２１は、使用目的・用途に応じて、例えば、一辺１００ｍｍ～２０００ｍｍの正方形状に形成される。
なお、誘電体層２１の厚さＴについては後述する。

【0030】

パッチ素子２２は、正方形の電極である。パッチ素子２２は、誘電体層２１の一主面（表面）に一定の間隔Ｇでマトリクス状に配列されている。パッチ素子２２の一辺の長さの最大値Ｐmaxと間隔の最大値Ｇmaxとは、減衰（吸収）対象の電磁波（目的電磁波）の中心周波数（以下、減衰目的周波数）をｆcとしたときに、式（１）と（２）で示される。
Ｐmax≒０．４５λc／√（εr21） ・・・（１）
Ｇmax≒０．０５λc／√（εr21） ・・・（２）
なお、λｃ：目的電磁波の中心波長＝Ｃ／ｆｃ，Ｃは空中の光速

【0031】

パッチ素子２２は、電磁波の完全反射体である導体、例えば、銅、アルミニウム又はそれらの合金等の金属から形成されている。
パッチ素子２２は、例えば、誘電体層２１の一主面に真空蒸着、スパッタリング等により成膜された導体膜をパターニングして形成される。

【0032】

誘電体層２１のパッチ素子２２が配置された面は、電磁波吸収体１０への電磁波の入射面として機能し、パッチ素子２２の前面側には、電磁波を反射或いは遮蔽する導電層、抵抗層等は配置されていない。

【0033】

反射膜２３は、誘電体層２１の裏面に、パッチ素子２２に対向するように形成されている。
反射膜２３は、電磁波の完全反射体である導体、例えば、銅、アルミニウム、それらの合金等の金属から構成されている。
反射膜２３は、例えば、誘電体層２１の他方の主面に真空蒸着、スパッタリング等により成膜された導体膜から形成される。

【0034】

図２に示す保護層２４は耐環境性及び耐汚染性を有する絶縁性の透明材料の薄膜から形成され、電磁波吸収体１０の外表面全体を覆っている。この種の材料としては、ガラス、エポキシ樹脂などが考えられる。保護層２４のパッチ素子２２上の厚さｔは、誘電体層２１の吸収特性に影響を与えない程度に薄く形成される。

【0035】

上記構成を有する電磁波吸収体１０は、例えば、室内の壁面、床、天井等に並べて配置され、電磁波源から放射された特定周波数の電磁波を吸収し、反射波を減衰させることにより、混信、輻輳などを低減する。

【0036】

次に、誘電体層２１の厚さＴについて説明する。
誘電体層２１の厚さＴは、入射した電磁波を熱エネルギーに変換するのに適した厚さに設定される。
より詳細に説明する。誘電体層２１内での目的電磁波の波長λdは式（３）で表される。
λd＝Ｃ／（ｆc＊√εr21） ・・・（３）
ここで、Ｃは、誘電体層中の光速、εr21：誘電体層２１を構成する誘電体の比誘電率。

【0037】

ここで、誘電体層２１の厚さＴが誘電体層２１内の波長λdの１／００より小さくなると、厚さＴが小さすぎて、誘電体層２１内での誘電損失σがほとんど発生せず、目的電磁波を減衰させることができなくなる。一方、誘電体層２１の厚さＴが波長λdの１／１０より大きくなると、パッチ素子２２と反射膜２３とその間の誘電体層２１とが一種の共振器として機能しなくなり、目的電磁波を減衰できなくなる。また、厚さＴが大きくなると、誘電体層２１が重くなり、体積も大きくなり、設置に不便になる。このため、厚さＴは目的電磁波の誘電体層２１内の波長λｄの１／７０～１／２０程度に設定することが望ましい。また、重量、薄型化、設置のしやすさの観点から厚さＴを１５ｍｍ以下とすることが望ましい。

【0038】

次に、電磁波吸収体１０が電磁波を吸収するメカニズムについて説明する。
図３に示すように、１つのパッチ素子２２と誘電体層２１と反射膜２３とを含む評価対象の評価対象領域（以下、評価対象領域）Ｄを設定する。

【0039】

主偏波がｚに平行な平面波を入射した場合の評価対象領域Ｄ内の電界分布を図４（ａ）、（ｂ）に示す。
（ａ）は、入射波の周波数が減衰目的周波数ｆｃの近傍の値である０．８ｆｃまたは１．２ｆｃの場合の評価対象領域Ｄ内の電界強度分布を示す。一方、（ｂ）は、入射波の周波数が減衰目的周波数ｆｃに一致した値である場合の評価対象領域Ｄ内の電界強度分布を示す。

【0040】

図４（ａ）に示すように、入射波の周波数が減衰目的周波数ｆcの近傍の場合には、電磁波吸収体１０の評価対象領域Ｄに電界の集中点は殆ど顕れない。これに対し、図４（ｂ）に示すように、入射波の周波数が減衰目的周波数ｆcに等しい場合には、評価対象領域Ｄに顕著な電界集中が見られ、周囲よりも電界が強い電界集中領域が形成されている。さらに、入射波には含まれないｙ軸方向電界成分が生成されることが確認された。ｙ軸方向電界成分は誘電体層２１内にのみ生成され、その強度は図４（ａ）の場合の１００倍程度である。これは、パッチ素子２２と反射膜２３が入射波に対して空洞共振器のように動作し、入射波のモードが空洞共振器の固有モードにモード変換されることによって生成されたと考えられる。

【0041】

空洞共振器内の誘電体層２１を構成する誘電体の誘電損失（ｔａｎδ）をσとすれば、電力損失ＥＬは空洞共振器内の電界の強度Ｅに対してσＥ^２に比例する。

【0042】

従って、誘電損失σが僅かでも、電界の強さＥが１００倍となることにより、入射波の減衰目的周波数ｆｃに等しい共振時の電力損失ＥＬは、入射波の周波数が減衰目的周波数ｆｃ以外の非共振時の電力損失ＥＬの約１００^２＝約１０^４倍＝約４０ｄＢに上昇する。

【0043】

従って、パッチ素子２２－誘電体層２１－反射膜２３の層構造が、電界方向の変換と電界集中による電力損失ＥＬを誘発することで、透明なＰＥＴ樹脂のような比誘電率が２．５～３程度と、誘電率が比較的低く低損失の誘電体を利用しても高い電磁波吸収が可能になると考えられる。

【0044】

上記構成の電磁波吸収体１０の試料を試作し、その電磁波吸収性能を評価した。まず、減衰目的周波数ｆｃを、幅ｘ高さｘ厚さ＝１．４ｍｘ１．４ｍｘ５ｍｍ、パッチ素子２２の一辺のサイズＰを８３ｍｍ、パッチ素子２２の間隔Ｇを８ｍｍ、誘電体層２１を誘電率εr21＝２．９の透明ＰＥＴ樹脂から形成した、電磁波吸収体１０の試料を試作した。試料としては、誘電体層２１の厚さＴが５ｍｍの試料１と厚さＴが１０ｍｍの試料２を作成した。

【0045】

試料１と試料２を、それぞれ、図５に示すように、電磁波無響室１０１内に配置した。評価には、送受信用アンテナとして対数周期アンテナ（Ｓｃｈｗａｒｚｂｅｃｋ 社製，ＵＳＬＰ９１４２）を２基、計測装置としてベクトルネットワークアナライザ（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ 社製，Ｒ３７６７ＣＧ）を使用した。

【0046】

ネットワークアナライザ１０２から、送信用アンテナＳＡを介して、電磁波吸収体１０に向けて、周波数をスキャンしながら電磁波ＲＷを照射し、反射波を受信用アンテナＲＡで受信して、周波数別に受信強度をネットワークアナライザ１０２で測定した。続いて、反射係数＝受信強度／送信強度を周波数別に求めた。アンテナ冶具などからの反射を排除し、電磁波吸収体１０からの反射のみを測定するため、測定では時間領域測定機能を利用した。また、送信用アンテナＳＡと受信用アンテナＲＡの位置と向きを調整することにより、電磁波吸収体１０への電磁波ＲＷの入射角（電磁波ＲＷの進行方向と電磁波吸収体１０の表面（＝入射面）の法線の成す角）θを調整して測定を行った。

【0047】

試料１（Ｔ＝５ｍｍ）の吸収特性を、図６に示す。
図６（ａ）に、ＴＥ波の斜め入射（θ≠０）に対する試料１の吸収特性を示す。図示するように、ＴＥ波を照射した場合、入射角θがθ＝１０°～４５°では、最大吸収周波数、最大吸収量共に大きな変移を示さない。さらに、ＵＨＦ－ＲＦＩＤで利用される９２０ＭＨｚを含む周波数領域で反射係数が－２０ｄＢ以下でピークが－５０ｄＢ近傍の値となっており、高い反射減衰が生じていることが確認された。

【0048】

一方、図６（ｂ）に、ＴＭ波の斜め入射に対する試料１の吸収特性を測定により評価した結果を示す。図示するようにＴＭ波を入射した場合、吸収特性の入射角θへの依存性がＴＥ波よりも高いことが確認された。このような吸収特性となる理由は、電磁波吸収現象が、パッチ素子２２－誘電体層２１－反射膜２３で形成される空洞共振器の共振現象により発現するからである。より詳しく説明すると、この空洞共振器の励振には、パッチ素子２２に平行な電界成分が必要である。ＴＥ波では、電界Ｅがパッチ素子２２の主面に平行であるため、入射角θによらず、パッチ素子２２の主面に平行な電界成分が維持される。これに対し、ＴＭ波では、パッチ素子２２の主面に平行な電界成分は、電界Ｅのｃｏｓθ成分である。このため、入射角θが増大するに伴って、パッチ素子２２の主面に平行な電界成分が急激に減衰し、空洞共振器の励振が困難になり、吸収性能を示す周波数領域がより高い周波数領域に遷移するためである。

【0049】

ＵＨＦ－ＲＦＩＤの通信に使用される円偏波は、ＴＥ波とＴＭ波の合成波である。従って、ＴＥ波に十分な減衰を与えることができる試料１によれば、ＲＦＩＤで送受信される円偏波総体の反射を十分に抑圧できる。ただし、試料１では、ＵＨＦ－ＲＦＩＤで利用される９２０ＭＨｚを中心とする周波数帯域内において十分な減衰を示す反射係数が－２０ｄＢ以下となる吸収帯域（減衰周波数域）は、幅１０ＭＨｚ程度の比較的狭い領域であり、ＲＦＩＤの製造誤差、環境温度の変動等による周波数変動によっては、電磁波の周波数が吸収帯域を外れ、反射波の減衰が不十分となるおそれがある。

【0050】

試料２（Ｔ＝１０ｍｍ）の吸収特性を、図７に示す。
図７（ａ）に、ＴＥ波の斜め入射に対する試料２の吸収特性を、図７（ｂ）に、ＴＭ波の斜め入射に対する試料２の吸収特性を、それぞれ示す。図示するように、Ｔ＝１０ｍｍの試料２では、Ｔ＝５ｍｍの試料１の吸収特性と比較して、吸収中心周波数が低周波側にシフトするものの、吸収帯域幅は大幅に拡大される。また、入射角に関しては、θ＝３０°まで吸収特性にほとんど変化が見られず、広角で安定した吸収特性が発揮されることが確認された。

【0051】

図８に、試料１と試料２に関して、図６（ａ）及び図７（ａ）に示す入射角θ＝１０°における吸収中心周波数で電磁波吸収の周波数特性を規格化し、比較した結果を示す。なお、試料１の吸収中心周波数は約９２０ＭＨｚ、試料２の吸収中心周波数は約８００ＭＨｚである。反射係数が－１０ｄＢ以下となる吸収帯域で比較すると、Ｔ＝５ｍｍの試料１に対し、厚みを２倍としたＴ＝１０ｍｍの試料２では、帯域幅が４倍強となる。また、反射係数が－２０ｄＢ以下となる吸収帯域で比較すると、Ｔ＝５ｍｍの試料１に対し、Ｔ＝１０ｍｍの試料２では、帯域幅が３倍程度になることが確認された。このように、電磁波吸収体１０では、要求される吸収帯域の幅に合わせて誘電体層２１の厚さＴを調整すればよいことがわかる。例えば、広い吸収帯域幅が必要になるに従って、誘電体層２１の厚さＴを厚くすればよい。

【0052】

例えば、ＵＨＦ－ＲＦＩＤに合わせて減衰目的周波数ｆｃを９２０ＭＨｚ、－２０ｄＢでの必要吸収帯域幅を３０ＭＨｚとした場合、誘電体層２１の厚みＴが１０ｍｍ以上となる。しかし、必要な厚さＴは、減衰目的周波数ｆｃの増加に伴って低下するため、ＧＨｚ帯用の電磁波吸収帯、例えば、５．８ＧＨｚ帯のＥＴＣ用電磁波の吸収体、あるいは５Ｇ帯域を利用した車載レーダ用のサイドローブ抑圧用吸収体を想定した場合、Ｔ＝１．５ｍｍの薄板、あるいはＴ＝３００μｍのシート状にできる。このため、広角-広帯域の高性能電磁波吸収シートが実現できる。

【0053】

上述のように、電磁波吸収体の吸収帯域を広帯域化する手法として、誘電損失σを引き起こす誘電体層の厚みを大きくすることが有効であることが確認された。誘電体層の厚みを大きくする手法として、誘電体層２１を厚くする他に、例えば、誘電体層２１の厚みＴを一定値として、図９（ａ）、（ｂ）に示すようにパッチ素子２２の前面に誘電体層２５を配置することにより、誘電体全体の厚みを厚くすることも考えられる。そこで、図９（ａ）、（ｂ）に示す構成を有する比較例を作成し、その吸収特性を測定した。

【0054】

まず、誘電体層２１、パッチ素子２２、反射膜２３の構成を試料１と同一とした。次に、誘電体層２１と同一材質及び同一構成の誘電体層２５をパッチ素子２２の上に積層した。これにより、誘電体全体の厚さを、試料２と同一の１０ｍｍとした。
次に、比較例の吸収特性を、試料１及び試料２と同様に行った。

【0055】

図１０に、比較例の吸収特性を示す。図示するように、誘電体の総厚は１０ｍｍで共通しているにもかかわらず、図８（ａ）、（ｂ）に示す試料２の吸収特性と異なり、－１０ｄＢ以下を示す吸収帯域の幅は、１０～３０ＭＨｚ程度であり、広帯域化は発現されていない。また、入射角θに従って、吸収のピーク周波数が大きくシフトしてしまい吸収特性の入射角度依存性が高くなってしまう。これは、前面の誘電体層２５とパッチ素子２２による層が、一種のＦＳＳ層（周波数選択型反射吸収層）として機能してしまい、後面のパッチ素子２２－反射膜２３による電磁波の封じ込め機能が発現されるのを阻害するためであると考えられる。前面のＦＳＳ層（誘電体層２５－パッチ素子２２）と後面の吸収層（パッチ素子２２－反射膜２３）がそれぞれバラバラな吸収特性を発現してしまっている状況は、図１０（ａ）、（ｂ）共に入射角θ＝１０°において吸収特性を示す帯域が２周波で発現されているところからも確認される。

【0056】

従って、誘電体層は、誘電体層２１として、パッチ素子２２と反射膜２３との間にまとめて配置して、パッチ素子２２の前面にはＦＳＳ層として機能しうる誘電体層を配置しないことが望ましい。このため、保護層２４は、その厚さｔと比誘電率εr24の積ｔ・εｒ24が誘電体層２１の厚さＴと比誘電率εr21の積Ｔ・εr21より十分に小さい、例えば、ｔ・εr24＜（１／１０）Ｔ・εr21 となるように保護層２４の厚さＴと材質を選択することが望ましい。

【0057】

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る電磁波吸収体１０は、誘電体層２１の一主面にパッチ素子２２をマトリクス状に配置し、誘電体層２１の他主面に反射膜２３を配置するという極めて簡単な構成でありながら、高い電磁波吸収性を得ることができる。また、誘電体層２１の厚さＴを調整することにより、必要とされる吸収帯域幅を得ることができる。

【0058】

また、誘電体層２１を構成する樹脂として透明樹脂を使用し、さらに、パッチ素子２２と反射膜２３として物理的気相成長法により薄い金属膜を形成することにより、光透過性を確保することができ、光学的な死角を抑えることができる。

【0059】

なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形および応用が可能である。
誘電体層２１の材料として、主に、比較的低損失の透明ＰＥＴ樹脂を使用する例を説明したが、その他の光透過性の誘電体を使用することも可能である。また、誘電体層２１の形状は任意であり、例えば、三角形、六角形などでもよい。或いは任意の意匠を施してもよい。

【0060】

パッチ素子２２のサイズ・ギャップなどは適宜変更可能である。また、パッチ素子２２の平面形状を正方形としたが、パッチ素子２２の平面形状及び形成方法は適宜変更可能である。パッチ素子２２の材料として、導体、特に金属を例示したが、導体であれば、材質は問わない。例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）等の導電性ポリマなどを使用してもよい。また、電磁波吸収体１０の光透過性が比較的小さくてよい場合には、光不透過の金属箔などをパッチ素子２２に使用してもよい。

【0061】

反射膜２３についても、その形状等は任意であり、誘電体層２１の裏面全体に形成されている必要はない。また、複数の反射膜２３が形成されてもよい。その材質も、ＩＴＯ、導電性ポリマなどでもよい。また、電磁波吸収体１０の光透過性が不要な場合には、光不透過の金属箔などを使用してもよい。

【0062】

パッチ素子２２と反射膜２３とは、抵抗膜から構成されてもよい。
保護層２４の材質、厚さ、配置位置も実施の形態に限定されず、適宜変更可能である。ただし、前述のように、ＦＳＳを形成しない形態で配置されることが望ましい。

【0063】

（実施の形態２）
電磁波吸収体１０を複数配置する場合、各電磁波吸収体１０への電磁波の入射角θは、電磁波吸収体１０毎に異なる。例えば、図１１に示すように、電磁波源ＷＳに対向して、３つの電磁波吸収体１０ａ～１０ｃを配置し、電磁波吸収システム１１を構築する場合を想定すると、電磁波源ＷＳから電磁波吸収体１０ａ～１０ｃへの電磁波の入射角は、θａ、θｂ、θｃと徐々に小さくなる。

【0064】

図６（ａ）及び図７（ａ）に示したように、電磁波吸収体１０ａ～１０ｃの吸収ピーク周波数は、入射角θに応じて変化する。このため、電磁波吸収体１０ａ～１０ｃを同一の構成とすると、電磁波吸収体１０ａ～１０ｃの一部は、吸収ピーク周波数ｆｐが電磁波源ＷＳから放射される電磁波の周波数ｆｏからずれてしまい、これを十分に吸収及び減衰できなくなってしまう。

【0065】

一方、吸収ピーク周波数ｆｐの入射角θに対する依存性を考慮して、入射角θ毎に電磁波吸収体１０を設計するとすれば、多種類の電磁波吸収体１０を用意する必要が生じ、設計・製造の負担及び在庫量が増大し、効率に欠ける。

【0066】

また、実施の形態１の電磁波吸収体１０は、平面全体が閉じているため、これを空間、特に通風経路の途中に配置すると、通気を阻害してしまう。このため、電磁波源ＷＳとその周辺回路の放熱を阻害するおそれがある。

【0067】

本実施の形態では、電磁波吸収体１０の吸収ピーク周波数ｆｐを入射角θの変化に応じて調整して減衰対象電磁波の周波数ｆｏに一致させ、さらに、電磁波吸収体１０の通気性を確保する手法を説明する。

【0068】

本実施の形態に係る電磁波吸収体１０の基本構造は図１及び図２に示す実施の形態１の電磁波吸収体１０と同一である。
ただし、図１２に拡大して示すように、マトリクス状に配置されているパッチ素子２２の間のギャップ領域の各交差部分に電磁波吸収体１０を貫通する孔（以下、貫通孔）２６が形成されている。貫通孔２６は、その中心がギャップエリアの交差領域の中心に一致する円形に形成されている。

【0069】

図１３は、貫通孔２６の半径Ｒと電磁波吸収体１０のＴＥ波の吸収特性との関係を例示するグラフである。
これらの吸収特性は、パッチ素子２２が銅箔製の矩形で、サイズがＰ＝１２ｍｍ×１２ｍｍ、ギャップのサイズ（幅）Ｇ＝２ｍｍ、誘電体層２１がＰＥＴ樹脂製で厚さＴ＝２ｍｍの場合に、貫通孔２６の半径Ｒと吸収特性との関係を示す。この電磁波吸収体１０は、例えば、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）に用いられる５ＧＨｚ帯の電磁波を吸収・減衰するためのものである。

【0070】

貫通孔２６の半径Ｒ＝０とき、すなわち、貫通孔２６が形成されていないときは、吸収ピーク周波数は約５．３ＧＨｚであった。一方、半径Ｒ＝１ｍｍのときは、貫通孔２６の周縁部は各パッチ素子２２の角部にごくわずかにかかり、パッチ素子２２の角部がごくわずかに切り欠かれる。一方、半径Ｒが２ｍｍと３ｍｍの場合は、貫通孔２６の周縁部は各パッチ素子２２の角部にかかり、各パッチ素子２２の各角部が除去され、半径Ｒ＝３ｍｍの方が除去のサイズが大きい。

【0071】

図１３に示すように、貫通孔２６の半径Ｒが大きくなって、パッチ素子２２の角部の欠損量が大きくなるに従って、吸収ピークの周波数は高周波数側にシフトする。また、ピークの吸収量に大きな差は生じない。

【0072】

貫通孔２６が大きくなるに従って、吸収ピーク周波数ｆｐが高くなる理由を説明する。
図１４（ａ）に示すように、入射する電磁波の電界Ｅと磁界Ｈをｚ軸とｘ軸にそれぞれ平行であると仮定する。この場合、各パッチ素子２２が構成する共振器が電磁波に共振状態にあるとき、各パッチ素子２２には、図１４（ｂ）に示すように、電流Ｉが流れ、電流Ｉの２分の１波長λ／２がパッチ素子２２のｚ軸方向の長さＰとほぼ等しくなり、その振幅は図１４（ｃ）に示すようになる。

【0073】

一方、ギャップ領域に貫通孔２６を形成した場合には、図１５（ａ）に示すように電流Ｉが流れ、その振幅は図１５（ｂ）に示すようになる。貫通孔２６が形成されている領域では、電流Ｉが流れうる領域が制限され、パッチ素子２２の両側部で電流Ｉの２分の１波長λ／２が、貫通孔２６が形成されていない場合よりも短くなる。このため、吸収ピーク周波数ｆｐが貫通孔２６が形成されていない場合よりも高くなる。

【0074】

次に、貫通孔２６により、入射角θに応じて、電磁波吸収体１０の吸収ピーク周波数を調整する手法を説明する。
まず、電磁波吸収体１０について、入射角θと貫通孔２６の半径Ｒの組み合わせ毎に、吸収ピーク周波数ｆｐを実験又はシミュレーションにより予め求め、図１６に示す吸収ピーク周波数テーブルを用意しておく。

【0075】

次に、複数の電磁波吸収体１０を、例えば、図１１に示すように配置する。
次に、電磁波源ＷＳから各電磁波吸収体１０ａ、１０ｂ、１０ｃへの電磁波の入射角θａ、θｂ、θｃを求める。この処理は、電磁波吸収体１０の配置の設計段階で行っても、設置の現場でおこなってもよい。

【0076】

次に、図１６に示す吸収ピーク周波数テーブルに従って、入射角がθａ、θｂ、θｃであるときに、電磁波源ＷＳからの電磁波の周波数ｆoに等しい吸収ピーク周波数ｆｐａ、ｆｐｂ、ｆｐｃが得られるときの半径Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを求める。例えば、電磁波源ＷＳが放射する電磁波の周波数を５．７ＧＨｚとすると、例えば、入射角θが５°の電磁波吸収体１０の吸収ピーク周波数ｆｐを５．７ＧＨｚとするためには、半径Ｒ＝１ｍｍが適切であると求められる。なお、該当する数値がテーブルに存在しない場合には、補完法を用いて求めればよい。

【0077】

一般に、入射角θが大きくなるに従って、吸収ピーク周波数ｆｐが高くなる傾向にあるため、必要とされる半径Ｒは小さくなり、入射角θが小さくなるに従って、吸収ピーク周波数ｆｐが低くなる傾向にあるため、必要とされる半径Ｒは大きくなる。例えば、電磁波源ＷＳが放射する電磁波の周波数を７．４ＧＨｚとすると、電磁波吸収体１０の吸収ピーク周波数ｆｐが７．４ＧＨｚとなるのは、入射角θが０°のときは、貫通孔２６の半径Ｒ＝５ｍｍのときであり、一方、入射角が６０°では、Ｒ＝０．５ｍｍのときである。

【0078】

次に、直径２・Ｒａのドリルを用いて、電磁波吸収体１０ａに貫通孔２６を形成し、直径２・Ｒｂのドリルを用いて、電磁波吸収体１０ｂに貫通孔２６を形成し、直径２・Ｒｃのドリルを用いて、電磁波吸収体１０ｃに、直径２・Ｒｃの貫通孔２６を形成する。

【0079】

このようにして、電磁波吸収体１０ａ、１０ｂ、１０ｃが、全て、電磁波源ＷＳからの周波数ｆｏの電磁波を吸収できる状態になり、電磁波源ＷＳからの電磁波を吸収する電磁波吸収システム１１が完成する。

【0080】

また、貫通孔２６を空気が流通可能なため、電磁波吸収体１０で電磁波源ＷＳとその周辺回路を囲った場合でも、囲われた空間の空冷が可能となる。冷却能力を高めるため、ファンなどの送風装置を配置し、空気の流通量を増大させてもよい。

【0081】

なお、貫通孔２６を電磁波吸収システム１１の設計図等に基づいて、工場等で形成し、貫通孔２６が形成された電磁波吸収体１０を現場で設置してもよく、あるいは、貫通孔２６が形成されていない電磁波吸収体１０を配置した後、現場で入射角θを求め、ハンドトリル等を用いて適当な径の貫通孔２６を形成してもよい。

【0082】

本実施の形態によれば、基本的な吸収ピーク周波数を有する数種類の電磁波吸収体１０を用意しておけば、吸収対象の電磁波の周波数と電磁波吸収体の配置構成に応じて、貫通孔２６を形成するという簡単な工程の追加で、吸収対象の電磁波を減衰させることができ、電磁波吸収体１０の在庫量を抑えることも可能となる。

【0083】

（実施の形態３）
実施の形態２においては、パッチ素子２２の角部を部分的に除去することにより、吸収対象の電磁波の周波数を高周波数側にシフトする例を示した。これに限定されず、例えば、図１７に示すように、パッチ素子２２に貫通孔２７を形成することにより、図１８に示すように、吸収ピーク周波数を低周波数側にシフトさせることも可能である。図１８に示す吸収特性は、パッチ素子２２が銅箔製の矩形で、サイズがＰ＝１３ｍｍ×１３ｍｍ、ギャップのサイズ（幅）Ｇ＝１．４５ｍｍ、誘電体層２１がＰＥＴ樹脂製で厚さＴ＝５ｍｍの場合に得られたものである。

【0084】

図１８においては、貫通孔２７が形成されていない（半径ｃＲ＝０）のときの吸収ピーク周波数がおおよそ５．３ＧＨｚのところ、ｃＲ＝１ｍｍでは、ほとんど変化がなく、ｃＲ＝２ｍｍでは、吸収ピーク周波数が低下し、ｃＲ＝３ｍｍでは、吸収特性に明確なピークが現れていない。これは、ｃＲ＝２ｍｍのときは、図１９（ａ）に示すように、電流Ｉが貫通孔２７を迂回して流れ、電流路が長くなる結果、半波長λ／２も長くなるためであると考えられる。また、ｃＲ＝１ｍｍのときに影響がないのは、貫通孔２７が小さすぎて、電流Ｉの電流路の長さに影響を与えないためと考えられる。一方、ｃＲ＝３ｍｍのときに吸収特性に明確なピークが現れないのは、パッチ素子２２のサイズ（１３ｍｍ×１３ｍｍ）に対して、貫通孔２７のサイズが大きすぎて、パッチ素子２２が共振電極として十分に機能できず、共振のＱ値が低下するためであると考えられる。

【0085】

電磁波吸収体１０に貫通孔２７を形成する場合、以下の手順で形成される。ここでは、図１１に例示する電磁波吸収システム１１を構築する場合を例に説明する。

【0086】

まず、入射角θと貫通孔２７の半径ｃＲとの組み合わせ毎に、吸収ピーク周波数ｆｐを実験又はシミュレーションにより求め、図２０に例示する吸収ピーク周波数テーブルを用意する。なお、図２０に例示する吸収ピーク周波数テーブルにおいて、ＮＧは、適切な減衰特性を得られないことを表す。

【0087】

次に、電磁波吸収体１０ａ、１０ｂ、１０ｃへの電磁波源ＷＳからの減衰対象電磁波の入射角θａ、θｂ、θｃを求める。

【0088】

次に、図２０に示す吸収ピーク周波数テーブルに従って、入射角がθａ、θｂ、θｃであるときに、電磁波源ＷＳからの電磁波の周波数ｆoに等しい吸収ピーク周波数ｆｐａ、ｆｐｂ、ｆｐｃが得られるときの半径ｃＲａ，ｃＲｂ，ｃＲｃを求める。例えば、電磁波源ＷＳが放射する電磁波の周波数を４．７ＧＨｚとすると、例えば、入射角θが５°の電磁波吸収体１０の吸収ピーク周波数ｆｐを４．７ＧＨｚとするためには、半径ｃＲ＝４ｍｍが適切であると求められる。なお、該当する数値がテーブルに存在しない場合には、補間法を用いて求めればよい。

【0089】

一般に、入射角θが大きくなるに従って、吸収ピーク周波数ｆｐが高くなる傾向にあるため、必要とされる半径ｃＲも大きくなり、入射角θが小さくなるに従って、吸収ピーク周波数ｆｐが低くなる傾向にあるため、必要とされる半径ｃＲも小さくなる。例えば、電磁波源ＷＳが放射する電磁波の周波数を６．４ＧＨｚとすると、例えば、入射角θが０°のときは、貫通孔２６の半径Ｒ＝０ｍｍであり、一方、入射角が６０°では、Ｒ＝４．０ｍｍである。

【0090】

次に、直径２・Ｒａのドリルを用いて、電磁波吸収体１０ａに貫通孔２７を形成し、直径２・Ｒｂのドリルを用いて、電磁波吸収体１０ｂに貫通孔２７を形成し、直径２・Ｒｃのドリルを用いて、電磁波吸収体１０ｃに、直径２・Ｒｃの貫通孔２７を形成する。

【0091】

このようにして、電磁波吸収体１０ａ、１０ｂ、１０ｃが、全て、電磁波源ＷＳからの周波数ｆｏの電磁波を吸収できる状態になり、電磁波源ＷＳからの電磁波を吸収する電磁波吸収システム１１が完成する。

【0092】

このようにして、電磁波吸収体１０の吸収ピーク周波数を、その配置位置に合わせて調整でき、不要電磁波の反射を抑えることができる。

【0093】

また、貫通孔２７を空気が流通可能なため、電磁波吸収体１０で電磁波源ＷＳとその周辺回路を囲った場合でも、囲われた空間の空冷が可能となる。冷却能力を高めるため、ファンなどの送風装置を配置し、空気の流通量を増大させてもよい。

【0094】

なお、貫通孔２７を電磁波吸収システム１１の設計図等に基づいて、工場等で形成し、貫通孔２７が形成された電磁波吸収体１０を現場で設置してもよい。あるいは、貫通孔２７が形成されていない電磁波吸収体１０を配置した後、現場で入射角θを求め、ハンドトリル等を用いて適当な径の貫通孔２７を形成してもよい。

【0095】

本実施の形態でも、基本的な吸収ピーク周波数を有する数種類の電磁波吸収体１０を用意しておけば、吸収対象の電磁波の周波数と電磁波吸収体の配置構成に応じて、貫通孔２７を形成するという簡単な工程の追加で、吸収対象の電磁波を減衰させることができ、ｃの在庫量を抑えることも可能となる。

【0096】

（変形例）
実施の形態２及び３では、吸収ピーク周波数をシフトするため、電磁波吸収体１０に円形の貫通孔２６，２７を形成した。円形の貫通孔は、ドリルの径を選択するだけで、ほぼ真円の孔を形成することが可能であり、多数のパッチ素子２２に均等な加工を施すのに適している。特に、電磁波吸収体１０の設置現場で、適切な加工を施すのに適している。

【0097】

ただし、この発明はこれに限定されない。前述のように、電磁波吸収体１０の吸収スペクトル分布は、パッチ素子２２の形状とサイズ、間隔Ｇのサイズ、パッチ素子２２に形成された開口又は切り欠きの形状、サイズ、数、位置等の物理パラメータにより変化する。従って、所望の吸収スペクトル分布が得られるように、任意の物理パラメータを調製すればよい。

【0098】

図２１（ａ）と（ｂ）は、一例として、複数の矩形の開口２８を、パッチ素子２２の中央部以外の領域に形成する例を示す。図２１（ａ）は、２つの細長い矩形状の開口２８をパッチ素子２２に形成する例を、図２１（ｂ）は、４つの細長い矩形状の開口２８をパッチ素子２２に形成する例を示す。また、図２１（ｃ）は、２つの円形の開口２９をパッチ素子２２に形成する例を、図２１（ｄ）は、５つの円形の開口２９をパッチ素子２２の中央部とその周囲に形成する例を示す。開口２８、２９の形状、サイズ、数、位置等の物理パラメータの変化に伴って、入射する電磁波により誘起される電流Ｉのルートと波長が変化する。このため、吸収スペクトル分布が変化する。

【0099】

ただし、電磁波源と電磁波吸収体１０との相対的な位置関係が未定であるため、例えば、図２１（ａ）～（ｄ）に例示するように、パッチ素子２２と開口２８，２９は、正面視、即ち、ｙ軸方向に見て、９０°回転対称に形成されることが望ましい。

【0100】

実施の形態２と３では、貫通孔２６と２７を形成する例を示したが、通気の必要のない場面では、パッチ素子２２を部分的に除去して切り欠き部を形成するだけでも同様の機能を実現可能である。例えば、図１の構成において、図１５，図１７に例示するように、パッチ素子２２を部分的に除去して、パッチ素子２２を所望の形状およびサイズに加工してもよい。

【0101】

また、パッチ素子２２の除去部分（切り欠き部）の形状、貫通孔２７の形状は任意である。例えば、図１の構成において、平面視矩形状のパッチ素子２２の角部に、三角形あるいは四角形の切り欠き部を形成してもよい。同様に、貫通孔２７を、平面視で、楕円、多角形等としてもよい。

【0102】

また、パッチ素子２２を形成する段階で、一部が切り欠かれたあるいは除去された形状のパッチ素子２２を形成してもよい。例えば、誘電体層２１の切り欠き又は貫通孔に相当する部分をマスキングしておき、銅ペースト、銀ペースト等の導体材料を塗布し、塗布後にマスキングを除去して、切り欠きや貫通孔を形成するものでもよい。

【0103】

以上の実施の形態では、誘電体層２１上にパッチ素子２２を配置する例を示したが、これに限定されない。例えば、図２２に示すように、光透過性を有する誘電体シート３１にパッチ素子２２Ａを形成し、これを誘電体層２１に貼付してもよい。この場合にも、例えば、切り欠き部３２又は貫通孔３３を有するパッチ素子２２Ａを作成してもよい。

【0104】

実施の形態２と３では、単一の径の貫通孔２６又は２７を形成する例を示したが、１つの電磁波吸収体１０に異なる径の貫通孔２６、切り欠き部又は２７を形成してもよい。これにより、減衰特性におけるピーク域での帯域を広げることができ、発明の目的の達成に寄与できる。同様に、１つの電磁波吸収体１０に貫通孔２６又は２７を形成する領域と形成しない領域を混在させるようにしてもよい。

【0105】

実施の形態では、ＵＨＦ帯と５ＧＨｚ帯の電磁波を吸収する電磁波吸収体を例示したが、吸収対象の電磁波の周波数帯は任意である。

【符号の説明】

【0106】

１０、１０ａ～１０ｃ 電磁波吸収体
２１ 誘電体層
２２ パッチ素子
２３ 反射膜
２４ 保護層
２５ 誘電体層
２６，２７ 貫通孔
３１ 誘電体シート
３２ 切り欠き部
３３ 貫通孔
１０２ ネットワークアナライザ
ＳＡ，ＲＡ アンテナ
ＷＳ 電磁波源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】